一、光伏發電的原理
光伏發電是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經過串聯后進行封裝保護可形成大面積的太陽電池組件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發電裝置。光伏發電的優點是較少受地域限制,因為陽光普照大地;光伏(fu)系(xi)統還(huan)具有安全可靠、無噪(zao)聲(sheng)、低污染、無需消(xiao)耗燃(ran)料和(he)架(jia)設(she)輸電線路即可就(jiu)地發電供電及建設(she)周期短的優點。
光伏(fu)發電是根(gen)據(ju)光生伏(fu)特(te)效(xiao)應(ying)原理,利用(yong)(yong)太陽能(neng)電池將(jiang)太陽光能(neng)直接轉化(hua)為電能(neng)。不論是獨立使用(yong)(yong)還(huan)是并(bing)網發(fa)電,光伏發電系統主要(yao)由太(tai)陽(yang)能電池板(組件(jian))、控制器和逆變器三大部(bu)分(fen)組成,它們主要由(you)電(dian)子元(yuan)器件(jian)構成,不(bu)涉(she)及機械(xie)部(bu)件(jian),所以,光伏(fu)發電(dian)設備(bei)極(ji)為精煉,可(ke)靠穩定壽命長、安(an)裝維護簡便(bian)。理(li)論(lun)上講,光伏(fu)發電(dian)技術可(ke)以用(yong)于任何需要電(dian)源(yuan)的場合,上至(zhi)航天器,下(xia)至(zhi)家(jia)用(yong)電(dian)源(yuan),大到兆(zhao)瓦級電(dian)站,小到玩具,光伏(fu)電(dian)源(yuan)無處不在。太陽(yang)能光伏(fu)發電(dian)的最基本元件(jian)是太陽(yang)能電(dian)池(片(pian)),有(you)單晶(jing)硅(gui)、多晶(jing)硅(gui)、非(fei)晶(jing)硅(gui)和薄膜(mo)電池等。
目前,單(dan)晶(jing)(jing)(jing)和多晶(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)池(chi)(chi)用量最(zui)大,非晶(jing)(jing)(jing)電(dian)(dian)池(chi)(chi)用于一些小(xiao)系統和計算器輔(fu)助電(dian)(dian)源(yuan)等。國產晶(jing)(jing)(jing)體硅電(dian)(dian)池(chi)(chi)效率(lv)在10至(zhi)13%左右,國(guo)外同類產品效率約18至23%。由一個或多(duo)個太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池片組成的太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池板稱為(wei)光(guang)伏組件。目前(qian),光(guang)伏發電(dian)(dian)(dian)產品主(zhu)要用于三(san)大(da)方面:一是(shi)為(wei)無電(dian)(dian)(dian)場合提供(gong)電(dian)(dian)(dian)源(yuan),主(zhu)要為(wei)廣(guang)大(da)無電(dian)(dian)(dian)地區(qu)居民生(sheng)活生(sheng)產提供(gong)電(dian)(dian)(dian)力,還有微(wei)波中繼電(dian)(dian)(dian)源(yuan)、通(tong)訊電(dian)(dian)(dian)源(yuan)等,另外,還包括一些(xie)移(yi)動電(dian)(dian)(dian)源(yuan)和(he)備(bei)用電(dian)(dian)(dian)源(yuan):二是(shi)太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)日用電(dian)(dian)(dian)子產品,如各類太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)充電(dian)(dian)(dian)器(qi)、太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)路燈和(he)太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)草坪燈等;三是并網發(fa)電,這在發(fa)達國家(jia)已(yi)經大面積推廣實施(shi)。我國并網發(fa)電還(huan)未起步,不過(guo),2008年(nian)北京奧(ao)運(yun)會部分用電由太陽能發(fa)電和風力發(fa)電提供。
二、光伏產業的優勢
1、永不枯竭。
2、采集太陽能的(de)地點的(de)地理(li)位(wei)置(zhi)要求(qiu)不高;相(xiang)對(dui)而言,水電站(zhan)或(huo)風電站(zhan)對(dui)地理(li)位置要求則比較(jiao)高(gao)。
3、建立太陽能發電站所需的時(shi)間和成本都比(bi)水(shui)電站要低。
4、使用太(tai)陽能不會造成(cheng)環境污染,是理想的綠色能源。但原料開采和生(sheng)產光伏產品(pin)過程中也會消(xiao)耗大量能源和造成(cheng)污染 。
5、適用范圍廣,就算一般家庭也(ye)可以利用太陽(yang)能發電。
三、光伏產業的特點
太陽能是唯一能夠保證人類未來需求的能量來源。光伏發電是利用太陽能將光子轉化為電子的一個純物理過程,轉化過程不排放任何有害物質,其特點如下:
充足(zu)性:據美國能(neng)源(yuan)部報告(2005年4月)世界上(shang)潛在水能資源4.6TW(1TW=1012W),經濟可開(kai)采資(zi)源(yuan)只有0.9TW;風能實際可開發(fa)資源(yuan)2~4TW;生物質能(neng)3TW;海洋能不到2TW;地(di)熱能大約(yue)12TW;太陽能潛在資源120000TW,實(shi)際(ji)可開采資源高(gao)達600TW。
安全性:運行(xing)可靠、使用安全;發(fa)電規律性強、可(ke)預測(調度(du)比(bi)風力(li)發電容易)。
廣泛(fan)性:生產資料豐富(地(di)殼中(zhong)硅元素含量位列(lie)第二)、建設地域廣(guang)(荒(huang)漠、建筑(zhu)物等)、規模大小(xiao)皆宜。
免(mian)維(wei)護(hu):使用壽(shou)命長(20~50年、工作25年效率下降20%)、免維護、無(wu)人值(zhi)守。
清潔(jie)性:無(wu)燃料(liao)消耗(hao)、零排放、無(wu)噪(zao)聲、無(wu)污(wu)染(ran)、能(neng)量回收期(qi)短(0.8~3.0年)。